JP2009178500A - 検眼装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、使用者自身で測定可能な検眼装置を提供する。
【解決手段】検眼装置は、視力に応じた大きさの文字、記号などで構成される指標投影データを投影する投影装置１９と、使用者が観察可能な測定窓１２と、測定窓１２の内部に設けられ、レンズ駆動装置により焦点距離が変更可能な焦点可変レンズ１５と、レンズ駆動装置を操作する操作信号を出力するレンズ操作部材１４と、操作信号に基づいて視力および眼屈折力のいずれか一方を演算する算出装置１６と、算出した視力および眼屈折力のいずれか一方を表示する表示器１３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体レンズを用いた検眼装置、および検眼装置を備えるカメラに関する。

従来から、持ち運びが可能な手持ち型の検眼装置が知られている（たとえば特許文献１）。
特開平７−２１３４８５号公報

しかしながら、構造が複雑になるため筐体が大きくなるという問題がある。さらに、視力測定の際には、被験者のほかに測定者が必要になるという問題がある。

請求項１に記載の発明による検眼装置は、視力に応じた大きさの文字、記号などで構成される指標投影データを投影する投影装置と、使用者が観察可能な測定窓と、測定窓の内部に設けられ、レンズ駆動装置により焦点距離が変更可能な焦点可変レンズと、レンズ駆動装置を操作する操作信号を出力するレンズ操作部材と、操作信号に基づいて視力および眼屈折力のいずれか一方を演算する算出装置と、算出した前記視力および眼屈折力のいずれか一方を表示する表示器とを備えることを特徴とする
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の検眼装置において、算出装置は、演算許可条件が成立したときにレンズ操作部材から出力される操作信号に基づいて、視力および眼屈折力のいずれか一方を算出することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の検眼装置において、演算許可条件は、レンズ操作部材から出力される操作信号が所定時間変化しないことであることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検眼装置において、 視力に応じた大きさの文字、記号などで構成される複数の指標投影データを記憶する指標投影データ記憶装置と、複数の指標投影データの中からいずれかの視力に応じた指標投影データを選択する選択スイッチとをさらに備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検眼装置において、 目標視力を入力する目標視力入力操作部材をさらに備え、投影手段は、入力した目標視力に応じた指標投影データを選択して投影することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検眼装置において、指標を投影するためのスクリーンまでの距離を計測する計測手段をさらに備え、投影手段は、計測手段により計測された距離に応じてスクリーンに投影される指標の大きさを光学的に調整する調整光学系を含むことを特徴とする。
請求項７に記載の発明によるカメラは、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検眼装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、使用者自身が自分の視力を測定できる。

−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、第１の実施の形態による検眼装置について説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、検眼装置１の本体１０の外観を示す図であり、図１（ａ）は本体１０の斜視図、図１（ｂ）は本体１０の背面図、図１（ｃ）は本体１０の正面図である。また、図１（ｄ）は、図１（ｂ）に示すａａ線に沿った本体１０の断面図である。図２は、検眼装置１の回路構成を説明するブロック図である。検眼装置１は、グリップ１１、測定窓１２、表示部１３、可変ボリューム１４、液体レンズ１５、演算部１６、電源１７、投影窓１８、プロジェクタ部１９、プロジェクタフォーカス調整つまみ２０、操作部材２１、およびメモリ２２を有する。操作部材２１は、液体レンズオン／オフボタン２１１、プロジェクタオン／オフボタン２１２、指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４、および指標リセットボタン２１５を含んで構成される。

検眼装置１の本体１０は、図１に示すように、コの字型の形状に加工されている。本体１０の前面にはグリップ１１が設けられ、使用者が本体１０を片手で保持可能な形状となるように形成されている。本体１０の上面には、液体レンズオン／オフボタン２１１、およびプロジェクタオン／オフボタン２１２が配置される。本体１０の背面には表示部１３、可変ボリューム１４、指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４、および指標リセットボタン２１５が配置される。

本体１０には、内部に液体レンズ１５を有する測定窓１２が設けられる。測定窓１２の本体前面側と本体背面側には、図１（ｄ）に示すように、たとえば、ガラスやアクリルなどの透明な保護部材１２ａおよび１２ｂが備えられ、内部の液体レンズ１５を外部から保護している。使用者は、測定窓１２および液体レンズ１５を介して、遠方の目標、もしくは後述するプロジェクタ部１９により投影される検眼用の指標を観察することができる。

さらに、本体１０の正面には、プロジェクタ部１９から検眼用の指標を投影するための投影窓１８が設けられる。本体１０の側面には、プロジェクタ部１９から投影される投影像の焦点状態を微調節するためのプロジェクタフォーカス調整つまみ２０が備えられている。なお、第1の実施の形態の検眼装置１においては、プロジェクタ部１９は、たとえば２ｍ等の所定距離だけ離れた位置に設けられたスクリーンや壁等に指標を投影する。

メモリ２２は、たとえばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、プロジェクタ部１９により投影される検眼用の複数の指標に対応する指標投影データが記録されている。指標投影データは、後述する検眼用の指標の図柄を示すデータと、図柄に対応する度数および視力とを示すデータとを含んでいるものとする。指標の図柄は、視力に対応した大きさのランドルト環等の記号で構成されているものとする。演算部１６は、ＣＰＵその他周辺回路によって構成され、可変ボリューム１４、プロジェクタフォーカス調整つまみ２０、および操作部材２１の操作に応じて、検眼装置１の各部の動作を制御するための演算を行い、制御信号を出力する。演算部１６は、後述するように、可変ボリューム１４から入力した電圧値信号に基づいて、液体レンズ１５の度数を算出する。さらに、算出された度数に基づいて、使用者の視力および眼屈折力を算出する。

プロジェクタ部１９が動作しているときは、演算部１６は、メモリ２２に記録された指標投影データを読み出して、たとえば図３に示すような検眼用の指標のうちいずれか一つの指標と、その指標に対応する視力を示す数値とをプロジェクタ部１９から投影させる。なお、本実施の形態においては、指標Ｘ１がデフォルトとして設定されている指標であるものとする。また、指標は、図３に示すランドルト環に限定されず、アルファベットや平仮名などの文字であってもよい。

液体レンズオン／オフボタン２１１は、液体レンズ１５の曲率(度数)を変更させて焦点距離を変更させる際にユーザによる操作を受け付け、対応するスイッチ２１１ａはオン信号もしくはオフ信号を演算部１６へ出力する。プロジェクタオン／オフボタン２１２は、プロジェクタ部１９の動作を開始もしくは終了する際にユーザにより操作される。プロジェクタオン／オフボタン２１２が操作されると、対応するスイッチ２１２ａからオン信号もしくはオフ信号が演算部１６へ出力される。

指標度数切替ボタン２１３は、プロジェクタ部１９により投影されている指標を、大きさの異なる指標に変更する場合に操作され、対応するスイッチ２１３ａから操作信号が演算部１６へ出力される。たとえば、図３における視力０．１に対応する大きさの指標Ｘ１が投影されている場合に指標度数切替ボタン２１３が操作されると、視力０．５に対応する大きさの指標Ｘ２〜Ｘ４のいずれかに切り替って投影される。さらに指標度数切替ボタン２１３が操作されると、視力１．０に対応する大きさの指標Ｘ５〜Ｘ８のいずれかに切り替る。

指標図柄切替ボタン２１４は、プロジェクタ部１９により投影されている指標を、同一の大きさで図柄の異なる指標に変更する場合に操作され、対応するスイッチ２１４ａから操作信号が演算部１６へ出力される。たとえば、図３における視力０．５に対応する大きさの指標Ｘ２が投影されている場合に指標図柄切替ボタン２１４が操作されると、視力０．５に対応する大きさの指標Ｘ３に切り替って投影される。指標リセットボタン２１５は、プロジェクタ部１９により投影されている指標を、デフォルトの視力および図柄である指標Ｘ１に変更する場合に操作され、対応するスイッチ２１５ａから操作信号が演算部１６へ出力される。上述したように、指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４および指標リセットボタン２１５は、プロジェクタ部１９から投影される指標を指標投影データに含まれる複数の指標の中から選択する際に操作される。

−プロジェクタ部−
図４に示すように、プロジェクタ部１９は、フォーカスレンズを備える投影光学系１９０、液晶パネル１９１、ＬＥＤ光源１９２、集光光学系１９３、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック１９４、屈曲プリズム１９５、および放熱板１９６を備える。液晶パネル１９１は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラー画像を生成するように駆動される反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）である。液晶パネル１９１には、上述したように、メモリ２２から読み出された指標投影データに対応する指標が、画像として生成される。

ＬＥＤ光源１９２は、白色光を射出する白色ＬＥＤであり、演算部１６からの投影指令に基づいて白色光を光軸Ｌ１に沿って射出する。集光光学系１９３は、ＬＥＤ光源１９２から射出されて入射した白色光をほぼ平行光にしてＰＢＳブロック１９４へ向けて射出する光学系である。

ＰＢＳブロック１９４は、集光光学系１９３から射出される照明光の光軸Ｌ１に対して４５度の角度をなす偏光分離部１９４ａを有する偏光ビームスプリッタである。ＰＢＳブロック１９４の右側面には液晶パネル１９１が配設される。ＰＢＳブロック１９４の面１９４ｂには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施される。

投影光学系１９０は、液晶パネル１９１で形成された画像を投影するために設けられた光学系であり、本体１０の下部から光軸Ｌ２に沿って進行する投影光を上部に設けられた屈曲プリズム１９５へ導く。投影光学系１９０を構成するフォーカスレンズ（不図示）は、プロジェクタフォーカス調整つまみ２０の操作に応じて演算部１６から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、図示しないレンズ駆動回路により光軸Ｌ２方向へ進退駆動される。屈曲プリズム１９５は、投影光学系１９０から入射した投影光の光軸を偏向して、投影窓１８から本体１０の正面側に向けて投影画像を投影させる。放熱板１９６は、ＬＥＤ光源１９２の左側面に設けられ、ＬＥＤ光源１９２の発光に伴い発生する熱を本体１０の外部に放出する。

−液体レンズ−
液体レンズ１５は、内部に封入された性質の異なる２種類の液体が形成する境界面が、電源１７から電極１５１を介して印加される電圧に応じて変化して、焦点距離が可変な光学レンズとして機能する。図５に液体レンズ１５および測定窓１２の拡大図を示す。図５に示すように、液体レンズ１５には、撥水加工された容器１５０および保護部材１２ｂによりレンズ室ＬＣが形成されている。レンズ室ＬＣの内部に、たとえば水溶液などの導電性の液体Ａと、たとえば油などの不導体の液体Ｂが封入されている。この液体Ａと液体Ｂとは混ざり合うことなくレンズ室ＬＣの中で境界面を形成して隣接する。電極１５１は電源１７の陽極に接続されているので、レンズ室ＬＣ内に封入された液体Ａには、後述する可変ボリューム１４の操作量に応じて正電圧が印加される。電極支持部材１５３に支持された電極１５２は、電源１７の陰極に接続されている。上述したようにレンズ室ＬＣ内は撥水加工が施されているので、液体Ａは表面張力により、図５（ａ）に示すように、保護部材１２ｂ（使用者側）を底面とした半球状になる。この結果、液体レンズ１５は凹レンズとして機能する。

液体レンズ１５に印加される電圧値は、可変ボリューム１４により変化する。そして、印加電圧が高くなるに従い表面張力が変化して、液体ＡおよびＢの境界面は次第に平面に近くなり、その後、境界面の凹凸が図５（ａ）の状態から逆転し、図５（ｂ）に示すように液体Ｂが容器１５０を構成する保護部材１２ａ側の側面を底面とした半球状になる。この結果、液体レンズ１５は凸レンズとして機能する。

なお、印加電圧の上昇に応じて液体レンズ１５の度数が上昇するように構成されており、液体レンズ１５は凹レンズ→平面レンズ→凸レンズのように変化する。また、液体レンズ１５へ電圧が印加されない初期状態では、凹レンズの状態に戻る。

図１に示す可変ボリューム１４は、本体１０の背面において、使用者が検眼装置１を片手で保持しながら容易に操作可能な位置に設けられる。可変ボリューム１４は、たとえば可変抵抗の抵抗値を変更する操作部材であり、使用者の操作に応じて、電源１７から液体レンズ１５に印加する電圧を変更する。すなわち、可変ボリューム１４の操作量に応じて、液体レンズ１５の曲率が変化する。使用者は、測定窓１２から観察する遠方の目標、もしくはプロジェクタ部１９により投影された指標が最もよく見えるように、可変ボリューム１４を操作する。そして、遠方の目標または投影された指標が最もよく見える状態で、使用者が可変ボリューム１４を所定の時間保持すると、演算部１６は演算許可条件が成立したと判断する。すなわち、可変ボリューム１４による操作出力が所定時間変化しない場合、演算部１６は液体レンズ１５に印加されている電圧値を示す電圧値信号を可変ボリューム１４から読み込む。

演算部１６は、入力した電圧値信号に基づいて、液体レンズ１５の度数を算出する。さらに、算出された度数に基づいて、使用者の視力および眼屈折力を算出する。図６（ａ）に示す液体レンズ１５への印加電圧（Ｖ）と度数（Ｄ）との関係と、図６（ｂ）に示す液体レンズ１５の度数（Ｄ）と人間の視力との関係は、予め対応付けされたデータとして演算部１６の所定の記憶領域に記憶されている。

演算部１６は、入力した電圧値信号に基づいて、図６（ａ）のデータを参照して液体レンズ１５の度数を算出する。さらに、演算部１６は、算出した度数に基づいて、図６（ｂ）のデータを参照して使用者の視力を算出する。そして、演算部１６は、算出した視力および度数を表示部１３に表示するための表示用データを作成し、表示部１３へ出力する。なお、本明細書においては、液体レンズ１５の度数と人間の眼屈折力とを同義として説明する。

表示部１３は、たとえばＬＣＤなどで構成され、本体１０の前面に設けられる。表示部１３は、演算部１６から入力した表示用データを表示することにより、測定結果である使用者の視力および度数を表示する。電源１７は、表示部１３、液体レンズ１５、演算部１６、およびプロジェクタ部１９に電力を供給する。

検眼装置１を用いた検眼方法について、プロジェクタ部１９により指標を投影しない場合と、指標を投影する場合とに分けて説明する。
−指標を投影しない場合−
使用者は、本体１０を片手で保持した状態で、液体レンズオン／オフボタン２１１をオン操作して、測定窓１２を介して遠方の目標を観察する。このとき観察される目標がぼやけている場合には、使用者は可変ボリューム１４を操作する。可変ボリューム１４が操作されると、上述したように、その操作量に応じて液体レンズ１５の度数が変化するので、測定窓１２を介して観察される目標の見え方が変化する。

使用者が可変ボリューム１４をさらに調整操作して、観察される目標が最も良く見えるときに、可変ボリューム１４の調整操作を停止してそのまま所定の時間保持する。このようにして演算許可条件が満たされると、可変ボリューム１４から出力される電圧値信号に基づいて、演算部１６は、上述したようにして、使用者の視力および度数を算出し、表示部１６に表示する。この結果、使用者は、計測結果である自身の視力および度数を確認することができる。

−指標を投影する場合−
指標を投影する場合、検眼装置１は、使用者の視力の測定および補正度数（矯正度数）の測定に用いられる。使用者が本体１０を片手で保持した状態で、プロジェクタオン／オフボタン２１２をオン操作すると、演算部１６は、指標を投影窓１８を介して投影させる。このとき投影される指標は、デフォルトで設定された図３に示す指標Ｘ１でもよいし、前回使用した際に最後に投影された指標でもよい。使用者は、検眼装置１を介さず自身の目で指標を観察しながら、指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４、および指標リセットボタン２１５を操作して観察可能な指標を切り替える。これにより、使用者は、観察可能な指標とともに投影された視力を確認して、自身の視力を測定できる。たとえば、図３の指標Ｘ３が投影されている場合、使用者は自身の視力を０．５として判定する。

次に、補正度数を測定する場合について説明する。上記のように使用者がプロジェクタ部１９で投影された指標を用いて視力を０．５として測定した後、液体レンズオン／オフボタン２１１をオン操作するとともに、指標度数切替ボタン２１３を操作して、所望の視力（目標視力）として、たとえば視力１．０に対応する大きさの指標Ｘ７をプロジェクタ部１９により投影させる。

使用者は、測定窓１２を介してプロジェクタ部１９により投影された指標Ｘ７を観察する。このとき観察される指標Ｘ７がぼやけている場合、上述したように、使用者は、可変ボリューム１４をさらに調整操作して、観察される指標Ｘ７が最も良く見えるときに、可変ボリューム１４の調整操作を停止してそのまま所定の時間保持する。このとき、可変ボリューム１４から出力される電圧値信号に基づいて、演算部１６は、上述したようにして、指標Ｘ７を観察した場合の使用者の視力および度数を算出する。そして、演算部１６は、算出した度数を表示部１３に表示する。この結果、使用者は、計測結果である自身の補正度数を確認することができる。

図７に示すフローチャートを参照して、実施の形態の検眼装置１の動作について説明する。図７の処理は演算部１６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、操作部材１２から電源オンを指示する信号が入力されると起動される。

ステップＳ１０１においては、プロジェクタ部１９の起動の要否を判定する。プロジェクタオン／オフボタン２１２がオン操作されて、スイッチ２１２ａからオン信号を入力した場合は、ステップＳ１０１が肯定判定されてステップＳ１０２へ進む。液体レンズオン／オフボタン２１１がオン操作されて、スイッチ２１１ａからオン信号を入力した場合は、ステップＳ１０１が否定判定されて、後述するステップＳ１１８へ進む。

ステップＳ１０２においては、プロジェクタ部１９を起動させてステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３においては、メモリ２２に記録されている指標投影データを読み出して、プロジェクタ部１９に対して指標投影データに対応する指標を投影させてステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４においては、指標度数切替ボタン２１３が操作されたか否かを判定する。スイッチ２１３ａから操作信号を入力した場合は、ステップＳ１０４が肯定判定されてステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０５においては、プロジェクタ部１９に対して大きさの異なる指標を投影させてステップＳ１０６へ進む。スイッチ２１３ａから操作信号を入力しない場合は、ステップＳ１０４が否定判定されてステップＳ１０５をスキップしてステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６においては、指標図柄切替ボタン２１４が操作されたか否かを判定する。スイッチ２１４ａから操作信号を入力した場合は、ステップＳ１０６が肯定判定されてステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７においては、プロジェクタ部１９に対して同一の大きさで図柄の異なる指標を投影させてステップＳ１０８へ進む。スイッチ２１４ａから操作信号を入力しない場合は、ステップＳ１０６が否定判定されてステップＳ１０７をスキップしてステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８においては、指標リセットボタン２１５が操作されたか否かを判定する。スイッチ２１５ａから操作信号を入力した場合は、ステップＳ１０８が肯定判定されてステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９においては、プロジェクタ部１９に対してデフォルトとして設定されている指標を投影させてステップＳ１１０へ進む。スイッチ２１５ａから操作信号を入力しない場合は、ステップＳ１０８が否定判定されてステップＳ１０９をスキップしてステップＳ１１０へ進む。上記ステップＳ１０４〜ステップＳ１０９により、使用者は、投影された指標が読める場合はより小さな指標を投影させ、投影された指標が読めない場合はより大きな指標や同一の大きさで図柄の異なる指標を投影させることができる。

ステップＳ１１０においては、液体レンズオン／オフボタン２１１が操作されたか否かを判定する。スイッチ２１１ａからオン信号を入力した場合は、ステップＳ１１０が肯定判定されてステップＳ１１１へ進む。スイッチ２１１ａからオン信号を入力しない場合は、ステップＳ１１０が否定判定されてステップＳ１０４へ戻る。

ステップＳ１１１においては、液体レンズ１５に対して電圧印加を開始してステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３においては、使用者による指標度数切替ボタン２１３の操作に応じてスイッチ２１３ａから入力した操作信号に基づいて、プロジェクタ部１９に対して使用者が所望する視力に対応する大きさの指標を投影させてステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４においては、可変ボリューム１４の操作量に応じて液体レンズ１５に印加する電圧を変化させ、液体レンズ１５の度数を変更させてステップＳ１１５へ進む。

ステップＳ１１５においては、使用者により可変ボリューム１４が所定時間保持されたか否かを判定する。可変ボリューム１４からの操作信号が所定時間変化せず、演算許可条件が満たされた場合は、ステップＳ１１５が肯定判定されるとステップＳ１１６へ進む。演算許可条件が満たされない場合は、ステップＳ１１５が否定判定されると当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ１１６においては、可変ボリューム１４から電圧値信号を入力し、図６に示すデータを参照しながら、使用者が所望する視力に対応する度数を算出してステップＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７においては、ステップＳ１１６で算出した度数を表示部１３に表示させて一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ１０１が否定判定されるとステップＳ１１８へ進み、ステップＳ１１１と同様に、液体レンズ１５に対して電圧印加を開始してステップＳ１１９へ進む。ステップＳ１１９（液体レンズの度数変更）およびステップＳ１２０（電圧値信号の入力判定）の各処理は、ステップＳ１１４（液体レンズの度数変更）およびステップＳ１１５（電圧値信号の入力判定）の各処理と同様である。ステップＳ１２１においては、入力した電圧値信号と図６に示すデータとを用いて視力および度数を算出し、表示用データを作成する。そして、表示部１３に対して、作成した表示用データに対応する視力および度数を表示させて、一連の処理を終了する。

以上で説明した第１の実施の形態の検眼装置１によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）検眼装置１に測定窓１２を設け、測定窓１２の内部に液体レンズ１５を配置するとともに、検眼用の指標を投影するためのプロジェクタ部１９を配置した。使用者は、測定窓１２および液体レンズ１５を介して遠方の目標が最もよく観察できるように可変ボリューム１４を操作しながら、液体レンズ１５の度数を変化させる。使用者の操作により可変ボリューム１４から出力される信号に基づいて視力および度数を演算部１６が算出し、表示部１３に表示する。また、屋内等で遠方の目標を確認できない場合、使用者は、プロジェクタ部１９により投影面に検眼用の指標を投影させて、視力を測定できる。したがって、簡単な構成で検眼装置１を小型化可能にできるとともに、測定場所が狭い場合であっても、測定者を必要とせずに使用者が自分自身の視力を計測して、計測結果を知ることができる。

（２）演算部１６は、使用者が所望する視力に対応する指標をプロジェクタ部１９から投影している状態で、液体レンズ１５を動作させ、所望の視力を得るための矯正度数を算出して表示部１３に表示するようにした。したがって、簡単な構成で、測定者を必要とせずに矯正度数を計測できるので利便性が向上する。

（３）指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４および指標リセットボタン２１５を操作に応じて、演算部１６は、プロジェクタ部１９から投影される指標を指標投影データに含まれる複数の指標の中から選択するようにした。したがって、使用者は、簡単な操作により、投影される指標を複数の指標間で切替えながら視力の測定もしくは補正度数の測定が可能となる。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、本発明による検眼装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、プロジェクタ部が投影する指標の投影面までの距離を計測する距離計を備える点、および補正度数（矯正度数）の測定方法の点で、第１の実施の形態と異なる。

図８（ａ）は第２の実施の形態における検眼装置１の正面図であり、図８（ｂ）は回路構成を説明するブロック図である。図８（ａ）に示すように、距離計２３は検眼装置１の本体１０の正面に設けられる。距離計２３は、たとえばレーザ光を本体１０の前方に送出し、検眼装置１の前方に設置された投影面であるスクリーンや壁等で反射して戻ってくる反射光を受光することにより、検眼装置１と投影面までの距離を検出する。距離計２３は、検出した距離を距離情報として演算部１６へ出力する。

演算部１６は、入力した距離情報に基づいて、プロジェクタ部１９の投影光学系１９０が備えるズームレンズとフォーカスレンズの駆動位置を算出して、レンズ駆動信号としてプロジェクタ部１９のレンズ駆動回路（不図示）へ出力する。このレンズ駆動信号に基づいて、レンズ駆動回路はズームレンズとフォーカスレンズを光軸Ｌ２方向へ進退駆動させる。この結果、検眼装置１から投影面までの距離に応じて検眼に適した大きさで各指標が投影される。

次に、第２の実施の形態の検眼装置１において補正度数を測定する場合について説明する。第１の実施の形態の場合と同様に、使用者がプロジェクタ部１９で投影された指標を用いて視力を測定した後、液体レンズオン／オフボタン２１１をオン操作するとともに、指標度数切替ボタン２１３を操作して、所望の視力として、たとえば視力１．０に対応する大きさの指標Ｘ７をプロジェクタ部１９により投影させる。

演算部１６は、使用者が入力した所望の視力に基づいて、図６（ａ）のデータを用いて、液体レンズ１５に印加する電圧値を算出する。そして、演算部１６は、算出した電圧を液体レンズ１５に印加して、液体レンズ１５の度数を変更させる。すなわち、演算部１６は、使用者が可変ボリューム１４を操作する前に、液体レンズ１５の度数を予め粗調整する。

使用者は、測定窓１２を介して、すなわち度数が粗調整された液体レンズ１５を介してプロジェクタ部１９により投影された指標Ｘ７を観察する。このとき観察される指標Ｘ７がぼやけている場合には、使用者は可変ボリューム１４を操作する。そして、第１の実施の形態と同様に、使用者は、観察される指標Ｘ７が最も良く見えるときに、可変ボリューム１４の調整操作を停止してそのまま所定の時間保持する。以後、演算部１６は、第１の実施の形態と同様にして、指標Ｘ７を観察した場合の使用者の視力および度数を算出するとともに、算出した度数を表示部１３に表示する。この結果、使用者は、可変ボリューム１４により液体レンズ１５の度数を微調整することで自身の補正度数を確認することができる。

図９に示すフローチャートを参照して、実施の形態の検眼装置１の動作について説明する。図９の処理は演算部１６でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、操作部材１２から電源オンを指示する信号が入力されると起動される。

ステップＳ２０１（プロジェクタ部の起動の要否判定）からステップＳ２１３（所望の視力に対応する大きさの指標投影）までの各処理は、図７のステップＳ１０１（プロジェクタ部の起動の要否判定）からステップＳ１１３（所望の視力に対応する大きさの指標投影）までの各処理と同様である。ステップＳ２１４においては、図６（ａ）のデータを用いて、液体レンズ１５に印加する電圧値を算出してステップＳ２１５へ進む。

ステップＳ２１５においては、ステップＳ２１４で算出した電圧を液体レンズ１５へ印加して、液体レンズ１５の度数を変化させてステップＳ２１６へ進む。ステップＳ２１６においては、可変ボリューム１４の操作の有無を判定する。可変ボリューム１４が操作されていない場合は、ステップＳ２１６が否定判定されてステップＳ２１７へ進む。ステップＳ２１７においては、ステップＳ２１４で算出した電圧の値に基づいて、図６を参照して算出した度数を算出して表示し、一連の処理を終了する。

可変ボリューム１４が操作された場合は、ステップＳ２１６が肯定判定されてステップＳ２１８へ進む。ステップＳ２１８（液体レンズの度数変更）からステップＳ２２５（視力、度数表示）までの各処理は、図７のステップＳ１１４（液体レンズの度数変更）からステップＳ１２１(視力、度数表示)までの各処理と同様である。

以上で説明した第２の実施の形態の検眼装置によれば、第１の実施の形態により得られた作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
（１）検眼装置１に距離計２３を配置し、演算部１６は、距離計２３により検出された投影面までの距離に基づいて、プロジェクタ部１９のズームレンズとフォーカスレンズを駆動して検眼用の指標の大きさを変更するようにした。したがって、測定場所に応じて指標の大きさを変更できるので、指標を用いて視力を測定する際の測定精度を向上できる。

（２）演算部１６は、図６（ａ）のデータを用いて、目標視力に対応する指標が観察可能となるように液体レンズ１５に印加する電圧値を算出し、算出した電圧を液体レンズ１５に印加して、液体レンズ１５の度数を変更させるようにした。その結果、使用者が可変ボリューム１４を操作する前に、液体レンズ１５の度数を予め粗調整することができるので、測定時における使用者の操作負担を軽減することができる。

第１の実施の形態および第２の実施の形態における検眼装置１のプロジェクタ部１９は検眼用の指標を投影するものに限定されず、たとえば電子カメラ等で撮影された画像等を投影してもよい。この場合、検眼装置１は、画像データが記録されたメモリカード等の記録媒体を装着するための装着部や、たとえばＵＳＢケーブル等を介してコンピュータ等の外部機器と接続するための端子、無線通信により各種情報を送受信する通信部等を備えるようにする。そして、演算部１６は、記録媒体や外部機器から取得した画像データに対応する画像を、プロジェクタ部１９に投影させればよい。

−第３の実施の形態−
図面を参照して、検眼装置付きカメラについて説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）は、検眼装置付きカメラ３の外観を示す図であり、図１０（ａ）はカメラ３の斜視図、図１０（ｂ）はカメラ３の背面図である。また、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示すｂｂ線に沿ったカメラ３の断面図である。カメラ３には、撮影レンズ３１、ファインダ３２、液体レンズ３３、ボリューム３４、液晶モニタ３５、電源スイッチ３６、レリーズスイッチ７、撮影モードや検眼モードなどの設定操作を行うモードダイヤル３８、投影モードの起動操作をするためのプロジェクタオン／オフボタン３９、投影窓４０、プロジェクタ部４１、プロジェクタフォーカス調整ボリューム４２、および操作部材４３が設けられている。操作部材４３は、指標度数切替ボタン４３１、指標図柄切替ボタン４３２、指標リセットボタン４３３、および補正度数算出ボタン４３４を含んで構成される。

図１０（ｃ）に示すように、ファインダ３２には、内部に液体レンズ３３が備えられる。ファインダ３２には透明な保護部材３２ａおよび３２ｂが設けられ、内部の液体レンズ３３を外部から保護している。

図１１に第３の実施の形態におけるカメラ３の回路構成を説明するブロック図を示す。
（１．撮影モード）
電源スイッチ３６がオン操作され、モードダイヤル３８で撮影モードが選択されると、撮影レンズ３１を通過して入射した被写体光が撮像素子３０１へ導かれ、その撮像面上に被写体像が結像する。撮像素子３０１は、画素に対応する複数の光電変換素子を備えたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。撮像素子３０１は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じたカラー光電変換信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路３０２は、不図示のＡＦＥ回路などで行なったアナログ処理後の撮像信号をデジタル信号に変換する。

画像処理部３０３は、たとえばＡＳＩＣとして構成され、画像処理を施す。ＣＰＵ３０４は、各部から出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各部へ出力する。ＣＰＵ３０４は、撮像素子３０１から出力される撮像信号に基づいて焦点状態を検出してフォーカス調節信号を算出し、撮影レンズ３１を構成するフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動する。ＣＰＵ３０４は、画像処理部３０３から入力した画像データをＪＰＥＧなどの所定の方式により圧縮処理を行い、ＥＸＩＦなどの形式でメモリ３０６もしくはメモリカード３０８へ記録する。液晶モニタ３５は、ＣＰＵ３０４により作成された表示用画像データに対応する画像を表示する。

液体レンズ３３は、第１の実施の形態における液体レンズ１５と同様の構成を有し、印加電圧の値に応じて２種類の液体ＡおよびＢの境界面の曲率が変化して、焦点の位置が可変な視度調節装置として機能する。ボリューム３４は、可変ボリューム１４と同様に、可変抵抗の抵抗値を変更する操作部材であり、使用者の操作に応じて、電源３０７から液体レンズ３３に印加する電圧を変更する。すなわち、ボリューム３４の操作量に応じて、液体レンズ３３の度数が変化する。したがって、ファインダ３２の視度調節が可能になる。

（２．検眼モード）
モードダイヤル３８により検眼モードが設定されると、ボリューム３４は、液体レンズ３３に印加されている電圧の値を示す電圧値信号をＣＰＵ３０４へ出力する。ＣＰＵ３０４は、入力した電圧値信号に基づいて、使用者の視力および度数を算出する。第１の実施の形態の演算部１６と同様に、メモリ３０６には、図６に示す印加電圧、度数および視力が対応付けされたデータが記録されている。したがって、ＣＰＵ３０４は、入力した電圧値信号に基づいて、データを参照して使用者の視力および度数を算出する。そして、ＣＰＵ３０４は、算出した視力および度数を液晶モニタ３５に表示するための表示用データを作成し、液晶モニタ３５へ出力する。その結果、液晶モニタ３５には、測定結果である使用者の視力および度数が表示される。

さらに、ＣＰＵ３０４は、検眼モードで測定を行った際にボリューム３４から入力した電圧値信号を、メモリ３０６に記録する。そして、モードダイヤル３８の操作により再び撮影モードが設定された場合や、次回以降、電源スイッチ３６がオン操作された場合には、ＣＰＵ３０４は、記録した電圧値を読み出して、読み出した電圧値が液体レンズ３３に印加されるように電圧を制御する。その結果、再びボリューム３４を操作しなくても、液体レンズ３３の境界面の形状が前回と同様に変形して、ファインダ３２の視度調節が可能になる。

（３．投影モード）
ＣＰＵ３０４は、プロジェクタオン／オフボタン３９が操作され対応するスイッチ３９ａからオン信号を入力すると、投影モードを設定する。プロジェクタ部４１は、図４に示す第１の実施の形態のプロジェクタ部１９と同一の構造を備える。モードダイヤル３８により検眼モードが設定されていない場合には、ＣＰＵ３０４は、撮影済みの画像データを記録媒体（たとえば、メモリ３０６やメモリカード３０８）から読出すなどして、画像データによる再生画像をプロジェクタ部４１によって投射窓４０から投影する。なお、投影モードが設定されたとき、プロジェクタ部４１は、記録媒体以外から読出された画像データや、検眼装置付き電子カメラ３の外部から供給される画像データによる再生画像を投影することも可能である。

（３−１．検眼モード）
投影モードおよび検眼モードが設定された場合について説明する。この場合、ＣＰＵ３０４は、メモリ３０６に予め記録されている検眼用の指標投影データを読み出して、プロジェクタ部４１に対して、たとえば図３に示す検眼用の指標をスクリーンや壁等の投影面に投影させる。このとき、ＣＰＵ３０４は、撮像素子３０１から出力される撮像信号を用いて投影面までの距離を検出し、検出した距離に基づいて、プロジェクタ部４１の投影光学系を構成するズームレンズとフォーカスレンズを駆動して、投影される指標の大きさを投影面までの距離に応じて変更させる。指標の視力に対応する大きさおよび図柄の切り替えは、指標度数切替ボタン４３１、指標図柄切替ボタン４３２、および指標リセットボタン４３３の操作により行われる。なお、指標度数切替ボタン４３１、指標図柄切替ボタン４３２、および指標リセットボタン４３３は、第１の実施の形態における指標度数切替ボタン２１３、指標図柄切替ボタン２１４、および指標リセットボタン２１５のそれぞれに対応する。補正度数算出ボタン４３４は、使用者が補正度数（矯正度数）を測定する際に操作される。

検眼装置付きカメラ３の視度調節方法および検眼方法について説明する。
撮影モードに設定されている場合は、液体レンズ３３およびボリューム３４はファインダ３２の視度調節装置として機能する。使用者は、ファインダ３２を覗いて被写体を確認する。被写体がぼやけている場合は、被写体が最も良く確認できるようにボリューム３４を操作して、液体レンズ３３の度数を変化させる。この結果、ボリューム３４の操作によりファインダ３２の視度を調節できる。

検眼モードに設定されている場合は、液体レンズ３３およびボリューム３４は検眼装置として機能する。使用者はファインダ３２を介して遠方の目標を観察する。遠方の目標がぼやけている場合は、第１の実施の形態の場合と同様にボリューム３４を操作し、目標が最も良く観察されるときにボリューム３４の操作を停止して、そのまま所定の時間保持する。このようにして演算許可条件が満たされると、ボリューム３４から出力される電圧値信号に基づいて、ＣＰＵ３０４は、上述のようにして、使用者の視力および度数を算出し、液晶モニタ３５に表示する。この結果、使用者は、計測結果である自身の視力および度数を確認することができる。

投影モードおよび検眼モードの双方が設定されている場合は、検眼装置付き電子カメラ３は、使用者の視力の測定および補正度数（矯正度数）の測定の少なくともいずれかの測定に用いられる。プロジェクタオン／オフボタン３９をオン操作すると、ＣＰＵ３０４は、指標を投影窓４０を介して投影させる。このとき投影される指標は、デフォルトで設定された図３に示す指標Ｘ１でもよいし、前回使用した際に最後に投影された指標でもよい。使用者は、自身の目で指標を観察しながら、指標度数切替ボタン４３１、指標図柄切替ボタン４３２、および指標リセットボタン４３３を操作して観察可能な指標を切り替える。これにより、使用者は、観察可能な指標とともに投影された視力を確認して、自身の視力を測定できる。たとえば、図３の指標Ｘ３が投影されている場合、使用者は自身の視力を０．５として判定する。

次に、補正度数を測定する場合について説明する。上記のようにして使用者がプロジェクタ部４１で投影された指標を用いて視力を測定した後、補正度数算出ボタン４３４をオン操作するとともに、指標度数切替ボタン４３１を操作して、所望の視力として、たとえば視力１．０に対応する大きさの指標Ｘ７をプロジェクタ部４１により投影させる。

使用者は、ファインダ３２を介して、プロジェクタ部４１により投影された指標Ｘ７を観察する。このとき観察される指標Ｘ７がぼやけている場合には、使用者はボリューム３４を操作する。なお、ＣＰＵ３０４は、第２の実施の形態の検眼装置１と同様に、投影中の指標の度数を示すデータと、図６（ａ）のデータとを用いて、液体レンズ３３に印加する電圧の値を算出し、使用者がボリューム３４を操作する前に、液体レンズ３３の度数を予め粗調整してもよい。そして、上述したように、使用者は、ボリューム３４をさらに調整操作して、観察される指標Ｘ７が最も良く見えるときに、ボリューム３４の調整操作を停止してそのまま所定の時間保持する。このとき、ボリューム３４から出力される電圧値信号に基づいて、ＣＰＵ３０４は、第１の実施の形態と同様にして、指標Ｘ７を観察した場合の使用者の視力および度数を算出した後、補正度数を算出して液晶モニタ３５に表示する。この結果、使用者は、計測結果である自身の補正度数を確認することができる。

以上で説明した第３の実施の形態の検眼装置付きカメラ３によれば、以下の作用効果が得られる。
液体レンズ３３をファインダ３２の測定窓３２ａおよび３２ｂの内部に設け、プロジェクタ部４１により検眼用の指標を投影するようにした。撮影モードが設定された場合は、ボリューム３４の操作に応じて、ファインダ３２の視度調節を可能にした。また、検眼モードが設定された場合は、ボリューム３４を操作することにより第１の実施の形態と同様に検眼装置として機能するようにした。さらに、投影モードと検眼モードの双方が設定された場合は、プロジェクタ部４１が投影する指標を用いて、第１の実施の形態と同様に、使用者の視力測定および補正度数の算出をするようにした。したがって、カメラのファインダ光学系の視度調節装置として用いる部材と検眼装置として用いる部材とを共有し、さらに検眼用の指標を投影することにより、使用者自身で視力の測定および補正度数の測定が可能な検眼機能を有するカメラを提供することができる。

なお、検眼装置をカメラに設けるもの以外に、携帯電話などの携帯機器に搭載するようにしてもよい。

以上で説明した実施の形態を、以下のように変形できる。
（１）演算許可条件として、可変ボリューム１４もしくは３４が所定時間保持されるものに限定されない。たとえば、演算開始を指示するための操作部材として決定ボタン等を設け、使用者が可変ボリュームを操作して液体レンズの度数を変更した後、決定ボタンを操作すると、演算部１６またはＣＰＵ３０４が視力もしくは度数の演算を開始すればよい。

（２）補正度数を計測する際、指標度数切替ボタン２１３または４３１を操作して、所望の視力に対応する大きさの指標を投影するものに代えて、所望の視力を目標視力として数値入力するようにしてもよい。この場合、たとえば、数値入力をするための数値入力ボタンと、入力した数値を決定するための決定ボタンを設けるようにする。そして、使用者が数値入力ボタンを操作して所望の視力を数値入力し、決定ボタンを操作すると、演算部１６またはＣＰＵ３０４は、入力した数値の視力に対応する大きさの指標を指標投影データから読み出して、プロジェクタ部１９または４１から投影させればよい。なお、使用者により入力された数値は、表示器に表示させるようにする。

（３）度数（眼屈折力）および視力を算出して表示するものに代えて、演算部１６またはＣＰＵ３０４は、度数のみ、視力のみを算出して表示するようにしてもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の第１の実施の形態における検眼装置の外観図 第１の実施の形態における検眼装置の回路構成を示すブロック図 検眼用の指標の一例を示す図 実施の形態におけるプロジェクタ部の要部構成図 液体レンズを説明する図 液体レンズと印加電圧、度数、視力との関係を説明する図 第１の実施の形態における検眼装置の動作を説明するフローチャート 第２の実施の形態における検眼装置の外観図および要部構成図 第２の実施の形態における検眼装置の動作を説明するフローチャート 第３の実施の形態における検眼装置付き電子カメラの外観図 第３の実施の形態における検眼装置付き電子カメラの要部構成図

符号の説明

１・・・検眼装置 １２・・・測定窓 １３・・・表示部 １４・・・可変ボリューム
１５・・・液体レンズ １９・・・プロジェクタ部 ２３・・・距離計
３・・・検眼装置付き電子カメラ ３２・・・ファインダ ３３・・・液体レンズ
３４・・・ボリューム ３５・・・液晶モニタ ３０４・・・ＣＰＵ

Claims (7)

1. 視力に応じた大きさの文字、記号などで構成される指標投影データを投影する投影装置と、
   使用者が観察可能な測定窓と、
   前記測定窓の内部に設けられ、レンズ駆動装置により焦点距離が変更可能な焦点可変レンズと、
   前記レンズ駆動装置を操作する操作信号を出力するレンズ操作部材と、
   前記操作信号に基づいて視力および眼屈折力のいずれか一方を演算する算出装置と、
   算出した前記視力および眼屈折力のいずれか一方を表示する表示器とを備えることを特徴とする検眼装置。
2. 請求項１に記載の検眼装置において、
   前記算出装置は、演算許可条件が成立したときに前記レンズ操作部材から出力される操作信号に基づいて、視力および眼屈折力のいずれか一方を算出することを特徴とする検眼装置。
3. 請求項１に記載の検眼装置において、
   前記演算許可条件は、前記レンズ操作部材から出力される操作信号が所定時間変化しないことであることを特徴とする検眼装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検眼装置において、
   視力に応じた大きさの文字、記号などで構成される複数の指標投影データを記憶する指標投影データ記憶装置と、
   前記複数の指標投影データの中からいずれかの視力に応じた指標投影データを選択する選択スイッチとをさらに備えることを特徴とする検眼装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検眼装置において、
   目標視力を入力する目標視力入力操作部材をさらに備え、
   前記投影手段は、入力した目標視力に応じた指標投影データを選択して投影することを特徴とする検眼装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検眼装置において、
   前記指標を投影するためのスクリーンまでの距離を計測する計測手段をさらに備え、
   前記投影手段は、前記計測手段により計測された距離に応じて前記スクリーンに投影される指標の大きさを光学的に調整する調整光学系を含むことを特徴とする検眼装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検眼装置を備えることを特徴とするカメラ。

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